一、前言
21世紀(jì)隨著國(guó)內(nèi)土木工程的空前活躍，水利、鐵路、機(jī)場(chǎng)、道路及城市等建設(shè)使用建筑材料在質(zhì)和量上需要很大的提高，這就需要考慮資源問(wèn)題、質(zhì)量問(wèn)題。以此為背景，開(kāi)展了機(jī)制砂在高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究。
二、試驗(yàn)用原材料
水泥：產(chǎn)地昆鋼嘉華P.O42.5，28d 實(shí)測(cè)強(qiáng)度45.2MPa 左右；粉煤灰：昆明環(huán)恒Ⅱ級(jí)；礦粉：玉溪榮滇S95；機(jī)制砂：陽(yáng)光采石場(chǎng)粗砂，細(xì)度模數(shù)為3.2；碎石：陽(yáng)光采石場(chǎng)5-16 和16-31.5mm 兩級(jí)配＝3：7；外加劑：山西凱迪KDSP-1。
三、機(jī)制砂高性能混凝土的配制
汞送機(jī)制砂高性能混凝土和平常的河砂配制的高性能混凝土有幾點(diǎn)不一樣：1.送機(jī)制砂級(jí)配和天然河沙相比粗粒多、粉狀顆粒也多，所以往往比河砂差，在性能高的混凝土中，一般為了保證混凝土的均勻和流動(dòng)性不分開(kāi)，都用很大的砂率，所以帶入的石粉含量很高；2.機(jī)制砂中的石粉和一般加的經(jīng)過(guò)磨細(xì)石灰石粉比較，水泥的膠凝土混凝土中降低的比較明顯。所以使用河砂配制高性能混凝土和機(jī)制砂高性能混凝土有很明顯的差別。經(jīng)過(guò)改造的混凝土的膠凝材料在機(jī)制砂高性能用量定為399Kg/m3，以56d 強(qiáng)度來(lái)作為檢驗(yàn)指標(biāo)從而對(duì)高性能混凝土機(jī)制砂的原材料配比和選擇優(yōu)化進(jìn)行試驗(yàn)。
1 水泥的優(yōu)選原則
水泥是一種高性能混凝土中的膠凝材料，還是膠凝材料輔助活性激發(fā)劑水泥需水量的和強(qiáng)度等直接影響著混凝土的流動(dòng)性和強(qiáng)度。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量比較大的水泥，混凝土達(dá)到相同坍落度的水灰比比較大， 混凝土的強(qiáng)度相對(duì)較低。因此在機(jī)制砂高性能混凝土中， 優(yōu)先選擇需水量比較小的水泥能夠?qū)崿F(xiàn)混凝土水灰比的下降， 從而提高水泥的強(qiáng)度， 較高的水泥強(qiáng)度也容易形成較高的混凝土強(qiáng)度。另外水泥和外加劑的相溶性也是應(yīng)該考慮的問(wèn)題。
2 粉煤灰參量的選擇
粉煤灰在混凝土土中具有微集料效應(yīng)，形態(tài)效應(yīng)和活性的效應(yīng)，一方面粉煤灰以玻璃珠形式存在，起到“滾珠”的作用，具有改善新拌混凝土的流動(dòng)性，也降低了顆粒之間的摩擦力以及硬化混凝土的微觀結(jié)構(gòu)。另一方面它活性效應(yīng)對(duì)混凝土的強(qiáng)度尤其是后期強(qiáng)度的發(fā)展起至關(guān)重大的作用。當(dāng)粉煤灰摻量加大時(shí)，混凝土的強(qiáng)度，尤其是R7d 強(qiáng)度的會(huì)很顯著的降低。粉煤灰用量增加時(shí)，要形成一樣的坍落度，可以減少水的用量，這有利于強(qiáng)度的形成，但是前期強(qiáng)度降低的依然會(huì)很大，29d 強(qiáng)度降低很小，可以達(dá)到10%左右粉煤灰用量時(shí)的混凝土強(qiáng)度。因?yàn)橛械臅r(shí)候施工季節(jié)溫度比較低，基本上可以將混凝土的粉煤灰用量確定在9%左右，有時(shí)候氣溫較高的季節(jié)可以建議使用14% 的粉煤灰，加入粉煤灰能夠有效的降低溫度的升高，對(duì)提高混凝土的抗裂性有比較明顯的作用。
3 砂率的選擇
在新拌混凝土中的水泥漿體和砂漿有著潤(rùn)滑的作用，砂漿數(shù)量的升高對(duì)提升混凝土的流動(dòng)性有很大作用，在機(jī)制砂高性能混凝土中機(jī)制砂的比表面積大吸水量就比較大，砂率的增加也對(duì)流動(dòng)性的增加有一定的副作用，特別是機(jī)制砂中的石粉含量越大，提高砂率后對(duì)流動(dòng)性的副作用響更顯著，隨著砂率的增加，混凝土的坍落度會(huì)明顯下降，隨著砂率的增加，混凝土強(qiáng)度會(huì)在37%-39% 的砂率的范圍內(nèi)達(dá)到最高的強(qiáng)度。
為了改善機(jī)制砂中有太多的石粉而增加混凝土中粉的含量，從而降低了混凝土的抗裂性，將設(shè)計(jì)砂率設(shè)置為37%。砂率為37%時(shí)沒(méi)有離析的情況發(fā)生，而且粘聚性比較好。機(jī)制砂高性能混凝土粉體的含量高，振搗時(shí)漿體喜歡富集在混凝土的表面形成浮漿，在不離析的情形下應(yīng)該盡量減少砂率，一般可以將砂率設(shè)定在36% 是比較合理的。
4 配合比的安排
經(jīng)過(guò)以上的配合比的調(diào)整，機(jī)制砂高性能混凝土的配合比為：水泥(昆鋼嘉華P.O42.5，28d 實(shí)測(cè)強(qiáng)度45.2MPa) 256kg3；粉煤灰（昆明環(huán)恒Ⅱ級(jí)）72kg3；砂率20%；水灰比0. 31 —— 0. 32；外加劑：山西凱迪KDSP-1，1. 0%，可以達(dá)到160——200 mm（160-200）的坍落度要求，其56d 強(qiáng)度達(dá)到43.2M Pa，達(dá)到了C56 混凝土強(qiáng)度的要求。
5 總結(jié)
(1) 機(jī)制砂高性能混凝土具有很高的強(qiáng)度，耐久性也很高。
(2) 機(jī)制砂高性能混凝土粉體的含量比較多，振搗時(shí)漿體很喜歡富集在混凝土的體表面形成浮漿，在不離析的情形下應(yīng)降低砂率。
(3) 粉煤灰的摻入能夠提高粉煤灰混凝土的流動(dòng)性，當(dāng)粉煤灰摻量為15%左右時(shí)，新拌混凝土具有最大的坍落度，摻量為10% 時(shí)，混凝土的28 d 強(qiáng)度略有提高。
(4) 水泥（昆鋼嘉華P.O42.5，28d 實(shí)測(cè)強(qiáng)度45.2MPa）256kg 粉煤灰（昆明環(huán)恒Ⅱ級(jí)）72kg3；砂率20%；水灰比0. 29—— 0. 34；外加劑：山西凱迪KDSP-1，1. 0%，可以達(dá)到81-121 mm 的坍落度要求，其56d 強(qiáng)度達(dá)到43.2M Pa，達(dá)到了C59 混凝土強(qiáng)度的要求。
(5) 高性能混凝土機(jī)制砂配制中，在符合水泥強(qiáng)度的情況下，選擇對(duì)水量要求較小的水泥，能夠讓混凝土水灰比的降低，容易形成較高的混凝土強(qiáng)度。
四、結(jié)尾
高性能混凝土，機(jī)制砂強(qiáng)度高，和易性好，沒(méi)有特別的要求對(duì)于施工，混凝土澆筑的構(gòu)件外觀均勻，氣泡較少，致密，較光潔，還能很好使用大量排放的粉煤灰，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，如果能大面積推廣，必將帶來(lái)顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
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